如图所示为一种质谱仪的简化原理图。位于第Ⅱ象限的静电分析器,其通道为以O为圆心的四分之一圆弧,内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场,半径为R=0.6m的虚线MN为通道的中心线,中心线处的电场强度大小为。位于第Ⅰ象限的挡板OP与x轴夹角为θ=45°,挡板OP与y轴之间存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为。比荷是的离子从离子源飘出(初速度近似为0),经过电压为U的加速电场加速后,以速度进入静电分析器,沿中心线MN做匀速圆周运动,从N点垂直y轴射出后进入电场中,最后离子恰好垂直打在挡板OP上,不计离子重力和离子间相互作用,求:
(1)的大小;
(2)加速电场电压U的大小;
(3)电场强度的大小。
(1)的大小;
(2)加速电场电压U的大小;
(3)电场强度的大小。
更新时间:2024-02-18 18:49:49
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【知识点】 带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
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【推荐1】真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置,两板距离为d,Q板中心镀有一层半径为R2(R2<R1)的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后,锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压UPQ可调的电源、灵敏电流计G连接成如图所示的电路。已知单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n、逸出时的最大动能为Ekm,电子电荷量为e,且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用,不考虑平行板的边缘效应,光照条件保持不变,只有锌金属薄膜发生光电效应。
(1)调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,求此时电压U;
(2)实验发现,当UPQ大于或等于某一电压值Um时灵敏电流计示数始终为最大值Im,求Im和Um。
(1)调整电源两端电压,使灵敏电流计示数恰好为零,求此时电压U;
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【推荐2】如图所示,板长均为d的水平放置的平行金属板A和B间的距离也为d,OO'为两板间的中线,在A、B两板间接入电压为U的稳压电源(图中未画出)。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从O点沿OO'方向射入两板间,粒子恰好从A板右侧边缘离开。不计重力影响,假设只在两平行板之间产生匀强电场。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)求粒子从О点射入时的速度大小;
(2)若只将A板向上平移,保持粒子射入的位置不变,射入的方向不变,改变粒子的速度大小,结果粒子仍能从A板右侧边缘飞出,求改变后粒子的射人速度大小;
(3)保持粒子射入的位置不变,射入的速度方向斜向右下方,与OO'的夹角为37°,改变粒子的速度大小,结果粒子仍能从A板右侧边缘飞出。求改变后粒子的射入速度大小,以及粒子运动过程中离B板的最小距离。
(1)求粒子从О点射入时的速度大小;
(2)若只将A板向上平移,保持粒子射入的位置不变,射入的方向不变,改变粒子的速度大小,结果粒子仍能从A板右侧边缘飞出,求改变后粒子的射人速度大小;
(3)保持粒子射入的位置不变,射入的速度方向斜向右下方,与OO'的夹角为37°,改变粒子的速度大小,结果粒子仍能从A板右侧边缘飞出。求改变后粒子的射入速度大小,以及粒子运动过程中离B板的最小距离。
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